WO2006112213A1

WO2006112213A1 - オーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法

Info

Publication number: WO2006112213A1
Application number: PCT/JP2006/304869
Authority: WO
Inventors: Naoki Yamashita
Original assignee: Thk Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-10-26
Also published as: JPWO2006112213A1; JP5073488B2

Abstract

　運動案内装置は、軌道部材と、軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備えており、軌道部材又は移動部材は、少なくとも複数の転動体と接する転動体転走面近傍がオーステナイト系金属によって構成され、そのオーステナイト系金属は、炭素固溶拡散処理を受けて表面近傍に炭素固溶化層を形成された後（ステップＳ１３）、所定の形状に機械加工を受けて成形される（ステップＳ１４～ステップＳ１９）。そして、オーステナイト系金属には、ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６の少なくとも１つを含むオーステナイト系ステンレス鋼を採用することができる。これにより、耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を実現するオーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法を提供することができる。

Description

明細書

オーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法技術分野

[0001] 本発明は、オーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法に係り

、特に、運動案内装置の製造工程を改良することによって製品品質の向上を図る技術に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から、リニアガイドや直線案内装置、ボールスプライン装置、ボールねじ装置などのような運動案内装置においては、力かる装置を構成する部材が繰り返し転動 '摺動動作を伴うことから、その構成部材には、一般的に、高炭素クロム軸受鋼ゃステンレス鋼、肌焼鋼のような硬度の高、金属材料が採用されて、る。

[0003] 一方、近年の運動案内装置の適用範囲拡大の要請から、例えば、液晶 ·半導体製造設備や食品機械、医療分野で用いられる機械装置類などのように、腐食環境下において運動案内装置を利用する機会が増力 tlしている。しかしながら、このような腐食環境下で使用される運動案内装置にあっては、その構成材料に軸受鋼等を用いたのでは早期に発鲭して短寿命に終わることがある。そこで、耐食性ゃ耐薬品性が要求される場合の構成材料には、ステンレス鋼などの耐食性の良、材料が用いられている。

[0004] 例えば、下記特許文献 1には、耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を運動案内装置に用いる場合に課題となっていた、耐摩耗性や寿命などの耐久性を向上させるための技術が開示されている。具体的には、まずオーステナイト系ステンレス鋼製の素材を所定の形状に塑性加工した後、その成形品にフッ化処理を伴う侵炭処理を行うことによって、成形品の表面に侵炭硬化層を形成させる方法を採用している。下記特許文献 1によれば、力かる方法の採用によって、従来では得られなかった高い表面硬さと耐食性を兼ね備えたオーステナイト系ステンレス鋼を製造することができるので、転動体により応力が集中してもクラックが発生せず、長期にわたり表面硬化層を維持でき、ひいては長寿命化が達成できる高耐食性の運動案内装置を安価に供給することができるとされて、る。

[0005] 特許文献 1 :特開 2001— 271834号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、上記特許文献 1に記載の方法は、まず素材を所定の形状に塑性カロェした後に、その成形品にフッ化処理を伴う侵炭処理を行うものであるため、侵炭処理での熱変形を抑制することが難しぐ高精度の製品寸法を要求される運動案内装置の場合には、侵炭処理の後に研磨等の後加工が必要となるという問題が存在していた。このような後加工工程の存在は、製造コストの増加を招くものであり、上記特許文献 1に記載されているような運動案内装置の安価な供給を困難にする要因となつていた。

[0007] また、高精度の製品寸法が必要のない運動案内装置の場合には、上述した後加ェ工程を省略することができるが、侵炭処理後の成形品表面には、 Fe O力なる黒

3 4 色の酸化層が形成されてしまうので、耐食性の維持や見栄えの観点から、侵炭処理後に酸洗処理を実施することが一般的であった。し力しながら、酸洗処理後の成形品表面は、塑性加工後の表面と比較して表面粗さが悪ィ匕してしまうので、転動体が繰り返し転動 *摺動動作を行う運動案内装置にとって、上記特許文献 1に記載の方法は、スムーズな案内運動や長寿命化の要請に十分に応えるものではな力つた。

[0008] 本発明は、上述した課題に鑑みて成されたものであって、耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を実現するオーステナイト系金属を用いた運動案内装置とその製造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置は、軌道部材と、前記軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、前記軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備え、前記軌道部材又は前記移動部材は、少なくとも前記複数の転動体と接する転動体転走面近傍がオーステナイト系金属によって構成され、前記オーステナイト系金属は、炭素固溶拡散処理を受けて表面近傍に炭素固溶化層を形成された後、所定の形状に機械加工を受けて成形されて！ヽることを特徴とする。

[0010] 本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記オーステナイト系金属は、オーステナイト系ステンレス鋼であることとすることができる。

[0011] また、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記ォーステナイト系金属が機械加工を受けた後における前記炭素固溶ィ匕層表面のピツカース硬さ HVは、 650〜900の範囲内であることが好適である。

[0012] さらに、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記機械加工は、切削加工、研削加工、研磨加工を含む除去加工、あるいはプレスカロェ、引抜力卩ェ、圧延力卩ェを含む塑性カ卩ェのうちの少なくとも 1つであることとすることができる。

[0013] またさらに、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記機械加工は、ガラス潤滑剤を用いて行われることが好適である。

[0014] 本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法は、軌道部材と、前記軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、前記軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備え、前記軌道部材又は前記移動部材における少なくとも前記複数の転動体と接する転動体転走面近傍力オーステナイト系金属によって構成されるオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法であって、まず、オーステナイト系金属素材に炭素固溶拡散処理を行って、少なくともその表面近傍に炭素固溶ィ匕層を形成する炭素固溶拡散処理工程を実施し、その後に前記オーステナイト系金属素材を機械カロェすることによって所定の形状に成形する成形加工工程を実施することを特徴とする

[0015] 本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法において、前記機械加工は、切削加工、研削加工、研磨加工を含む除去加工、あるいはプレス加工、引抜力卩ェ、圧延力卩ェを含む塑性カ卩ェのうちの少なくとも 1つであることとすることがでさる。

[0016] 本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法において、前記機械加工は、ガラス潤滑剤を用いて行われることが好適である。 [0017] なお上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなぐこれらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を実現するオーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]図 1は、本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置をボールねじ装置として構成した場合の一形態を例示する図である。

[図 2]図 2は、本実施形態に係るねじ軸の製造工程を示すフローチャートである。

[図 3]図 3は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼と、従来技術によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼の深さ方向でのピツカース硬さを比較した図である。

[図 4]図 4は、本実施形態に係るナット部材の製造工程を示すフローチャートである。

[図 5A]図 5Aは、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置をリニアガイド装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。

[図 5B]図 5Bは、図 5Aで示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。

[図 6]図 6は、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置をスプライン装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。

[図 7A]図 7Aは、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置を回転ベアリング装置として構成した場合の一形態を例示する部分縦断斜視図である。

[図 7B]図 7Bは、図 7Aに示す回転ベアリング装置の縦断面を示す図である。

符号の説明

[0020] 10 ボールねじ装置、 11 ねじ軸、 11a 転動体転走溝、 12, 42, 62 ボール、 20 負荷転走路、 31 ナット部材、 32 ナット本体、 32a フランジ、 32b 負荷転走溝、 33 側蓋、 34 戻し通路、 35 リターンピース、 36 カバー、 37 方向転換路、 38 無負荷転走路、 39 無限循環路、 40 リニアガイド装置、 41 軌道レール、 41a 転動体転走溝、 43 移動ブロック、 43a 負荷転動体転走溝、 52 負荷転走路、 53 無負荷転走路、 55 方向転換路、 60 スプライン装置、 61 スプライン軸、 61a 転動体転走溝、 63 外筒、 64 保持器、 70 回転ベアリング装置、 71 内輪、 72 内側軌道溝、 73 外輪、 74 外側軌道溝、 75 軌道路、 77 ローラ。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなぐまた、実施形態の中で説明されて!、る特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

[0022] ボールねじ装置への谪用例

本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置については、図 1 に示すようなボールねじ装置として構成することが可能である。なお、図 1は、本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置をボールねじ装置として構成した場合の一形態を例示する図である。

[0023] 図 1に示すように、本実施形態に係るボールねじ装置 10は、軌道部材としてのねじ軸 11と、そのねじ軸 11に複数の転動体であるボール 12· ··を介して移動自在に取り付けられる移動部材としてのナット部材 31とを有している。ねじ軸 11の外周面には、螺旋状の転動体転走溝 11a, 11aが 2条形成されている。本実施形態に係るボールねじ装置 10では、ねじ軸 11とナット部材 31を構成するナット本体 32との両部材が、後述する処理を受けたオーステナイト系ステンレス鋼によって構成されている。

[0024] ナット部材 31は、ナット本体 32と、その両端に装着される榭脂製の側蓋 33, 33とを備えている。ナット本体 32の外周には、ナット部材 31をその相手部品に対して取り付けるためのフランジ 32aが形成されている。また、ナット本体 32の内周面には、転動体転走溝 11a, 11aに対応して螺旋状に延びる負荷転走溝 32b, 32bが 2条形成されている。これら転動体転走溝 11a, 11aと負荷転走溝 32b, 32bとの組み合わせによって、螺旋状の負荷転走路 20, 20が形成されている。

[0025] ナット部材 31が有するナット本体 32の内部には、ナット本体 32を軸方向に貫く 2本の戻し通路 34, 34が形成されている。側蓋 33は、リターンピース 35とその外側に被せられるカバー 36とを有しており、左右のリターンピース 35, 35によって、それぞれ戻し通路 34, 34と負荷転走路 20, 20とを結ぶ方向転換路 37, 37が形成されている。戻し通路 34, 34と方向転換路 37, 37との組み合わせによって、ボール 12の無負荷転走路 38, 38が構成され、それら無負荷転走路 38, 38と負荷転走路 20, 20との組み合わせによって無限循環路 39, 39が構成される。

[0026] 以上の構成を有することによって、本実施形態に係るボールねじ装置 10は、ねじ軸 11のナット部材 31に対する相対的な回転運動に伴って、ナット部材 31がねじ軸 11 に対して相対的に往復運動できるようになって!/、る。

[0027] なお、ナット部材 31が有する 2つの側蓋 33, 33については、榭脂によって構成する場合を例示したが、ナット本体 32やねじ軸 11と同様に、後述する処理を受けたォーステナイト系ステンレス鋼によって構成することが可能である。

[0028] 次に、図 1において示したねじ軸 11とナット本体 32の製造方法を例示することによつて、本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法を説明する。なお、本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法は、まず、オーステナイト系金属素材に炭素固溶拡散処理を行って、少なくともその表面近傍に炭素固溶ィ匕層を形成する炭素固溶拡散処理工程を実施し、その後に前記オーステナイト系金属素材を機械加工することによって所定の形状に成形する成形加工工程を実施することを特徴とするものである。

[0029] なお、本実施形態に係る製造方法で採用されるオーステナイト系金属としては、 S US304及び SUS316の少なくとも 1つを含むオーステナイト系ステンレス鋼を採用することが好適である。 SUS304、 SUS316などのようなオーステナイトの安定度が若干低い準安定オーステナイト鋼を採用することによって、運動案内装置に好適な炭素固溶拡散層を形成することが可能となる。以下、具体的に説明する。

[0030] オーステナイト系ステンレス鋼を用いたねじ軸の製造工程

図 2は、本実施形態に係るねじ軸の製造工程を示すフローチャートである。本実施形態に係るねじ軸 11の製造は、オーステナイト系ステンレス鋼の素材を入手し、まず、リダクション処理を行う（ステップ S10)。このリダクション処理は、後に転造加工を受ける素材を物理的に安定させるために行われるものであり、本実施形態の場合は、 1 5〜45%程度のリダクション処理が実施される。 [0031] 続いて、素材は加工を受ける前段階としての荒加工を受けることになり、センタレス研削によって大まかな外郭形状が削り出され (ステップ S 11)、面取り加工によってその外郭形状を整えられる (ステップ S 12)。

[0032] 素材の荒加工が完了すると、続いて素材に対する炭素固溶拡散処理が実施される

(ステップ S13)。本実施形態に係る製造方法の最も特徴的な点は、仕上げ加工前の荒加工が済んだ段階で、この炭素固溶拡散処理が行われるところにある。なお、炭素固溶拡散処理としては、例えば、エア 'ゥオーター株式会社が開発したバイオナイト（登録商標）と呼ばれる処理プロセスを採用することができる。

[0033] 本実施形態に係る炭素固溶拡散処理の具体的な内容を説明すると、この処理では、浸炭処理の前処理として、まず NF (三フッ化窒素）等のフッ素ガスを用い、 200〜

3

400°C程度 (より好ましくは 350°C程度)でフッ化処理を行う。このフッ化処理は、素材状態のオーステナイト系ステンレス鋼の表層に形成される Cr酸ィ匕層を除去するために行われる処理である。すなわち、フッ化処理が行われることによって、浸炭反応を阻害する Cr酸ィ匕層が除去されるとともに表層にごく薄いフッ化層が形成され、その表面が極めて活性化する。オーステナイト系ステンレス鋼の表面が活性ィ匕することによつて、その後の侵炭処理が好適に実施されることになる。

[0034] 続いて行われる侵炭処理は、 470〜520°C程度の低温で 22時間前後行われることになる。浸炭処理には、 CO、 CO、 H等の混合ガスやアセチレンあるいはエチレン

2 2

等の不飽和炭化水素ガスが使用される。本処理を行った後は、オーステナイト系ステンレス鋼の最表面層に COガスによる Feの酸ィ匕が起こり、 Fe O力なる黒色の酸

2 3 4

化層が形成されることになるが、本実施形態に係る製造方法では、後に仕上げ加工が施されるので、酸洗処理等のスケール除去工程を省略することができる。ただし、本実施形態に係る製造方法は、酸洗処理等のスケール除去工程を禁止するものではなぐ製品納期等に応じて、フッ酸、硝酸、塩酸、硫酸、第二塩ィ匕鉄あるいはこれらの混合液などを用いた酸洗処理を行っても良、。

[0035] ステップ S 13で示す炭素固溶拡散処理が行われたオーステナイト系ステンレス鋼の素材は、深さ 20〜40 mの範囲に炭素固溶拡散層が形成され、その硬さはピツカース硬さ HVで 650〜900の硬度を示す。また、この処理によって形成された炭素固溶拡散層は、素材全面に均一に形成されているので、高い硬度を有するという性質のほか、素材の耐食性を維持するとともに、機械カ卩ェ時における層自体のつき廻り性が良、ので、加工による不具合の発生がほとんどな、と、う利点を有して、る。

[0036] 素材の炭素固溶拡散処理 (ステップ S13)が終了すると、転造加工が行われて素材の表面に転動体転走溝 11aが形成される (ステップ S14)。そして、所定の長さに切断を行うことによってねじ軸 11の軸長を規定し (ステップ S 15)、中間矯正 (ステップ S 16)、仕上げ矯正前の端末カ卩ェ (ステップ S 17)、仕上げ矯正 (ステップ S 18)という加ェ工程を経て、最終仕上げとしての端末加工が行われる (ステップ S 19)。以上説明した処理'カ卩ェ工程を行うことによって、ボールねじ装置 10に好適なねじ軸 11が完成する。

[0037] 図 2において例示した本実施形態に係る製造方法で好適な点は、炭素固溶拡散処理が行われた後に機械加工が行われる点にある。すなわち、炭素固溶拡散処理によって形成された炭素固溶拡散層の効果によって、オーステナイト系ステンレス鋼は高い硬度と耐食性を備えたものとなるのである力さらに、その後に行われる機械加工によって、高い寸法精度を得ることができる。また、機械力卩ェの実施によってォーステナイト系ステンレス鋼は加工硬化を起こすので、表層部分だけでなぐ内部にぉ、ても高、硬度を得ることができる。

[0038] 本実施形態に係る製造方法が発揮する具体的な効果をデータで示す。図 3は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼と、従来技術によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼の深さ方向でのビッカース硬さを比較した図である。図 3において、符号 (a)で示される実線は、本実施形態に係る製造方法によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼のデータを示しており、炭素固溶拡散処理が行われた後に機械加工が実施されたものである。一方、符号（ b)及び符号 (c)で示されるデータは、比較例として示されるものであり、符号 (b)で示される破線は、上記特許文献 1で開示された製造方法によって製造されたオーステナイト系ステンレス鋼のデータを示しており、機械加工が実施された後に炭素固溶拡散処理が行われたものである。また、符号 (c)で示される一点鎖線は、機械加工のみが実施されたオーステナイト系ステンレス鋼のデータを示しており、加工硬化の影響のみを示すものである。

[0039] 図 3において明確に示されるように、オーステナイト系ステンレス鋼の表面近傍については、炭素固溶拡散処理の効果によって高い硬度を示している。しかし、上記特許文献 1で開示されたような機械加工が実施された後に炭素固溶拡散処理を行う製造方法では、一定の深さで急激な硬度の低下が観察され、符号 (c)で示される機械加工のみのものよりも低い硬度となってしまうことになる。し力しながら、符号 (a)で示される本実施形態に係る製造方法によれば、硬度の急激な低下は観察されず、深い位置において比較例よりも高い硬度を維持できている。したがって、本実施形態に係る製造方法によって成形されたオーステナイト系ステンレス鋼製の部品を用いれば、耐食性と高い硬度を兼ね備える運動案内装置を得ることができる。

[0040] また、図 3からも判る通り、オーステナイト系ステンレス鋼が機械力卩ェを受けた後における炭素固溶ィ匕層表面のビッカース硬さ HVは、炭素固溶拡散処理を行った後のものと同様の値を示している。このことは、図 2において示した製造方法を行った場合、機械加工後においても炭素固溶拡散処理後の硬度が維持され、ビッカース硬さ H Vで 650〜900の範囲内を維持することが可能であることを示している。したがって、炭素固溶拡散処理後に機械加工を行うという本実施形態に係る製造方法は、炭素固溶拡散層に悪影響を与えるものではないことが明らかである。

[0041] さらに、本実施形態に係る製造方法によれば、炭素固溶拡散処理を行った後に機械加工が実施されることになるので、高い寸法精度を備えた運動案内装置を実現することが可能である。特に、上記特許文献 1に開示の製造方法では、製品加工の最終工程が炭素固溶拡散処理又は酸洗処理となるので、表面粗さが劣るという不具合があった力最終工程で機械加工を受ける本実施形態に係るオーステナイト系ステンレス鋼であれば、表面粗さが低くなるので、運動案内装置に適用した場合に、スムーズな案内動作が長期間保てるなど、優位な効果が発揮されることになる。

[0042] オーステナイト系ステンレス鋼を用いたナット部材の製造工程

次に、図 4を用いることによって、オーステナイト系ステンレス鋼を用いたナット部材 31の製造工程について説明する。図 4は、本実施形態に係るナット部材の製造工程を示すフローチャートである。本実施形態に係るナット部材 31の製造工程では、まず、オーステナイト系ステンレス鋼の素材を入手した上で、この素材を好適な大きさに切断することから始まる (ステップ S 20)。そして、荒加工としての内径ドリル加工と外形形状力卩ェが行われる（ステップ S21,ステップ S22)。

[0043] こうして荒カ卩ェされた素材には、次に炭素固溶拡散処理が行われることによって炭素固溶拡散層が形成される (ステップ S23)。ステップ S 23にお、て行われる炭素固溶拡散処理の具体的内容と効果については、上述したねじ軸 11の場合と同様であるから、説明を省略する。

[0044] 炭素固溶拡散層が形成されたオーステナイト系ステンレス鋼は、その後、コマ孔カロェ (ステップ S24)、フランジ 32a形成のためのフランジカ卩ェ (ステップ S25)、負荷転走溝 32b形成のための転造タップカ卩ェ (ステップ S26)を受けた上で、最終工程である円筒加工 (ステップ S27)を実施される。このような処理'カ卩ェ工程を経ることによつて、ナット部材 31が完成する。

[0045] なお、ナット部材 31は、ステップ S21において内径ドリルカ卩ェされた内周面に螺旋状に延びる負荷転走溝 32bを形成しなければならな、ので、ねじ軸 11に比べて加工し難いという問題がある。しかし、転造タップカ卩ェ (ステップ S26)を行う際に、ガラス潤滑剤を用いることによって好適に加工を行うことが可能となる。ガラス潤滑剤には、ケィ酸ソーダ系のガラス潤滑剤やホウケィ酸系のガラス潤滑剤を用いることができる。

[0046] 本実施形態では、ねじ軸 11とナット部材 31を例示して本実施形態に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法を説明したので、機械加工としては、転造加工や矯正加工、転造タップ加工などを例示した。しかしながら、本発明の適用はこれら加工手段に限られるものではなぐ例えば、切削加工、研削加工、研磨カロェを含む除去加工、あるいはプレス力卩ェ、引抜力卩ェ、圧延加工を含む塑性加工のうちの少なくとも 1つを含む機械加工を採用することができる。もちろん、これら加工手段に際しては、上述したケィ酸ソーダ系ガラス潤滑剤等のガラス潤滑剤を用いることが可能である。

[0047] また、本実施形態では、ねじ軸 11とナット本体 32という 2つの部材を、オーステナイト系ステンレス鋼によって構成したが、転動体からの転動 '摺動動作を繰り返し受ける螺旋状の負荷転走路 20, 20近傍のみを本実施形態に係る処理を行ったオーステナイト系ステンレス鋼によって構成することも可能である。すなわち、軌道部材であるねじ軸 11又は移動部材を構成するナット本体 32は、少なくとも複数のボール 12· ··と接する負荷転走路 20などの転動体転走面近傍がオーステナイト系金属によって構成されていることが望ましい。さらには、運動案内装置を構成する全ての部材を、本実施形態に係る処理を行ったオーステナイト系ステンレス鋼によって構成することも可能である。

[0048] 以上、本発明の好適な実施形態につ!、て説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。すなわち、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置は、軌道部材と、軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備え、軌道部材又は移動部材は、少なくとも複数の転動体と接する転動体転走面近傍がオーステナイト系金属によって構成されるという構成を有するものであれば、どのような装置にも適用することができる。

[0049] 本発明谪用可能なリニアガイド置の構成

例えば、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置は、図 5Α及び図 5Βに示すようなリニアガイド装置として構成することが可能である。ここで、図 5Αは、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置をリニアガイド装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。また、図 5Βは、図 5Αで示したリニアガイド装置が備える無限循環路を説明するための断面図である。

[0050] 図 5Α及び図 5Βに例示するリニアガイド装置 40は、軌道部材としての軌道レール 4 1と、軌道レール 41に多数の転動体として設置されるボール 42· ··を介してスライド可能に取り付けられた移動部材としての移動ブロック 43とを備えている。軌道レール 41 はその長手方向と直交する断面が概略矩形状に形成された長尺の部材であり、その表面（上面及び両側面）にはボールが転がる際の軌道になる転動体転走溝 41a…が軌道レール 41の全長に渡って形成されている。

[0051] ここで軌道レール 41は、直線的に伸びるように形成されることもあるし、曲線的に伸びるように形成されることもある。また、転動体転走溝 41a…の本数は左右で 2条ずつ合計 4条設けられているが、その条数はリニアガイド装置 40の用途等に応じて変更することができる。

[0052] 一方、移動ブロック 43には、転動体転走溝 41a…とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走溝 43a' "が設けられてヽる。軌道レール 41の転動体転走溝 4 la' "と移動ブロック 43の負荷転動体転走溝 43a…とによって負荷転走路 52…が形成され、複数のボール 42· · ·が挟まれている。さらに、移動ブロック 43には、各転動体転走溝 41 a…と平行に伸びる 4条の無負荷転走路 53…と、各無負荷転走路 53· · ·と各負荷転走路 52· ··とを結ぶ方向転換路 55…が設けられて、る。 1つの負荷転走路 52及び無負荷転走路 53と、それらを結ぶ一対の方向転換路 55との組み合わせによって、 1つの無限循環路が構成される（図 5B参照)。

[0053] そして、複数のボール 42· · ·が、負荷転走路 52と無負荷転走路 53と一対の方向転換路 55, 55とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック 43が軌道レール 41に対して相対的に往復運動可能となっている。

[0054] このようなリニアガイド装置 40を構成する部材のうち、軌道レール 41及び移動ブロック 43の少なくとも一方を、本発明に係る製造方法によって成形されたオーステナイト系金属によって構成することが可能である。このようなオーステナイト系金属を構成部材に用いることによって、従来にない耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を有するリニアガイド装置 40を実現することができる。

[0055] 本発明谪用可能なスプライン置の構成

また、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置は、図 6に示すようなスプライン装置として構成することが可能である。ここで、図 6は、本発明に係るォーステナイト系金属を用いた運動案内装置をスプライン装置として構成した場合の一形態を例示する外観斜視図である。

[0056] 図 6に示されるスプライン装置 60は、軌道部材としてのスプライン軸 61と、そのスプライン軸 61に多数の転動体としてのボール 62· ··を介して移動自在に取り付けられた移動部材としての円筒状の外筒 63とを有して、る。

[0057] スプライン軸 61の表面には、ボール 62の軌道となり、スプライン軸 21の軸線方向に延びる転動体転走溝 6 la' · ·が形成されて!ヽる。スプライン軸 61に取り付けられる外筒 63には、転動体転走溝 6 laに対応する負荷転動体転走溝が形成される。これらの負荷転動体転走溝には、転動体転走溝 61a…が伸びる方向に伸びる複数条の突起が形成されている。

[0058] 外筒 63に形成した負荷転動体転走溝とスプライン軸 61に形成した転動体転走溝 6 laとの間で負荷転走路が形成される。負荷転走路の隣には、荷重から解放されたボール 62…が移動する無負荷戻し通路が形成されている。外筒 63には、複数のボール 62· ··をサーキット状に整列'保持する保持器 64が組み込まれてヽる。

[0059] そして、複数のボール 62· ··が、外筒 63の負荷転動体転走溝とスプライン軸 61の転動体転走溝 61aとの間に転動自在に設置され、無負荷戻し通路を通って無限循環するように設置されることによって、外筒 63がスプライン軸 61に対して相対的に往復運動可能となっている。

[0060] このようなスプライン装置 60を構成する部材のうち、スプライン軸 61及び外筒 63の少なくとも一方を、本発明に係る製造方法によって成形されたオーステナイト系金属によって構成することが可能である。このようなオーステナイト系金属を構成部材に用いることによって、従来にない耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を有するスプライン装置 60を実現することができる。

[0061] 本明商用可能な冋転ベアリング置の構成

さらに、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置は、図 7Α及び図 7Βに示すような回転ベアリング装置として構成することが可能である。ここで、図 7 Αは、本発明に係るオーステナイト系金属を用いた運動案内装置を回転ベアリング装置として構成した場合の一形態を例示する部分縦断斜視図である。また、図 7Bは、図 7Aに示す回転ベアリング装置の縦断面を示す図である。

[0062] 図 7A及び図 7Bに示すように、回転ベアリング装置 70として構成される運動案内装置は、外周面に断面 V字形状の内側軌道溝 72を有する内輪 71と、内周面に断面 V 字形状の外側軌道溝 74を有する外輪 73と、内側軌道溝 72と外側軌道溝 74とによつて形成される断面略矩形状の軌道路 75の間に転動可能にクロス配列される複数の転動体としてのローラ 77…と、を有することにより、内輪 71及び外輪 73が周方向に相対的な回転運動を行うものである。 [0063] このような回転ベアリング装置 70を構成する部材のうち、内輪 71及び外輪 73の少なくとも一方を、本発明に係る製造方法によって成形されたオーステナイト系金属によって構成することが可能である。このようなオーステナイト系金属を構成部材に用いることによって、従来にない耐食性、高硬度及び高精度の製品寸法を有する回転べァリング装置 70を実現することができる。

[0064] なお、本発明は、上述したリニアガイド装置、スプライン装置、ボールねじ装置、回転ベアリング装置だけでなぐ直線案内装置や転がり軸受などのあらゆる運動案内装置に適用することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

Claims

請求の範囲

[1] 軌道部材と、

前記軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、前記軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備え、

前記軌道部材又は前記移動部材は、少なくとも前記複数の転動体と接する転動体転走面近傍がオーステナイト系金属によって構成され、

前記オーステナイト系金属は、炭素固溶拡散処理を受けて表面近傍に炭素固溶化層を形成された後、所定の形状に機械加工を受けて成形されていることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置。

[2] 請求項 1に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置にぉ、て、

前記オーステナイト系金属は、オーステナイト系ステンレス鋼であることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置。

[3] 請求項 1又は 2に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記オーステナイト系金属が機械加工を受けた後における前記炭素固溶ィヒ層表面のビッカース硬さ HVは、 650〜900の範囲内であることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置。

[4] 請求項 1又は 2に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記機械加工は、切削加工、研削加工、研磨加工を含む除去加工、あるいはプレス加工、引抜力卩ェ、圧延力卩ェを含む塑性カ卩ェのうちの少なくとも 1つであることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置。

[5] 請求項 1又は 2に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置において、前記機械加工は、ガラス潤滑剤を用いて行われることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置。

[6] 軌道部材と、

前記軌道部材に複数の転動体を介して設置され、且つ、前記軌道部材の軸線方向又は周方向に往復運動自在又は回転運動自在に設置される移動部材と、を備え、前記軌道部材又は前記移動部材における少なくとも前記複数の転動体と接する転動体転走面近傍が、オーステナイト系金属によって構成されるオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法であって、

まず、オーステナイト系金属素材に炭素固溶拡散処理を行って、少なくともその表面近傍に炭素固溶化層を形成する炭素固溶拡散処理工程を実施し、その後に前記オーステナイト系金属素材を機械加工することによって所定の形状に成形する成形加工工程を実施することを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法。

[7] 請求項 6に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法において、

前記機械加工は、切削加工、研削加工、研磨加工を含む除去加工、あるいはプレス加工、引抜力卩ェ、圧延力卩ェを含む塑性カ卩ェのうちの少なくとも 1つであることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法。

[8] 請求項 6又は 7に記載のオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法において、

前記機械加工は、ガラス潤滑剤を用いて行われることを特徴とするオーステナイト系金属を用いた運動案内装置の製造方法。